[发明专利]一种调整动态范围的输出电路

说明书

本发明公开了一种调整动态范围的输出电路，包括像元阵列、放大器、积分电容以及与积分电容并联的X个调整电容，其中，所述放大器的输入端Ⅰ连接所述像元阵列中的像素单元，所述放大器的输入端Ⅱ连接参考电压，所述放大器的输出端输出信号，所述积分电容和X个调整电容与所述放大器的输入端Ⅰ和输出端并联。本发明提供的一种调整动态范围的输出电路，通过在积分电容上并联调整电容，并根据输出信号的大小，控制其是否接入输出电路中，确保整个输出电路的电容值随着输出信号的增加而增加，进而在确保灵敏度的情况下，实现动态范围的自动调整。

技术领域

本发明涉及输出电路，具体涉及一种调整动态范围的输出电路。

背景技术

红外探测器是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼察觉不到。要察觉这种辐射的存在并测量其强弱，必须把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。一般说来，红外辐射照射物体所引起的任何效应，只要效果可以测量而且足够灵敏，均可用来度量红外辐射的强弱。红外探测器已经广泛用于各种领域如建筑、安全、家电和工业等领域，其功能多种多样，包括运动检测、温度测量、计数以及火灾/气体检测等，红外探测器已从最初的仅具有基本运动检测功能的单像素热电探测器发展到可以应用于更复杂的系统、更多样化的高端设备市场如温度感测或者气体/火灾探测、光学检测等。

传统红外探测器使用积分电容和放大器并联的方式进行信号放大，当信号较强时，由于积分电容自身电容值的限制，放大器很容易饱和，为了能够测量出更宽范围的信号，需要增大积分电容的电容值。但是增加积分电容，虽然可以防止放大器过早饱和，但是在信号较小时，由于积分电容值过大，又使得探测器的灵敏度不高。因此如何兼顾动态范围和小信号灵敏度是红外探测器设计的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种调整动态范围的输出电路，通过在积分电容上并联调整电容，并根据输出信号的大小，控制其是否接入输出电路中，确保整个输出电路的电容值随着输出信号的增加而增加，进而在确保灵敏度的情况下，实现动态范围的自动调整。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种调整动态范围的输出电路，包括像元阵列、放大器、积分电容以及与积分电容并联的X个调整电容，其中，所述放大器的输入端Ⅰ连接所述像元阵列中的像素单元，所述放大器的输入端Ⅱ连接参考电压，所述放大器的输出端输出信号，所述积分电容和X个调整电容与所述放大器的输入端Ⅰ和输出端并联，其中，X为大于等于1的整数。

进一步地，所述调整电容为MOS调整电容，且所述积分电容的一端连接MOS调整电容的栅极，另一端连接MOS调整电容的源漏。

进一步地，所述MOS调整电容为PMOS调整电容或者NMOS调整电容，且所述MOS调整电容的电容值随着放大器输入端Ⅰ的电压值变化而单调变化。

进一步地，通过调整所述MOS调整电容的CV曲线中最小电容对应的电压，使得该电压值位于-0.1V～0.1V之间。

进一步地，通过降低MOS调整电容的电容值随着放大器输入端Ⅰ的电压值变化而单调变化的速率，使得所述输出电路对MOS调整电容的电容值变化控制准确。

进一步地，所述输出电路还包括X个开关和X个比较器，其中，X个开关用于分别控制X个调整电容是否处于工作状态；所述X个比较器的输入端Ⅰ连接所述放大器的输出端，所述X个比较器的输入端Ⅱ连接对应的比较电压，所述X个比较器的输出端输出对应开关的控制信号；

当比较器的输入端Ⅰ的电压信号大于等于比较器的输入端Ⅱ的比较电压时，该比较器输出闭合信号，控制对应的开关闭合，使得对应的调整电容处于工作状态；当比较器的输入端Ⅰ的电压信号小于比较器的输入端Ⅱ的比较电压时，该比较器输出断开信号，控制对应的开关断开，使得对应的调整电容不工作。

进一步地，所述X个开关的一端连接所述放大器的输入端Ⅰ，另一端连接其对应的调整电容靠近放大器输入端Ⅰ的一侧。